石墨烯的制备及表征研究进展

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1、第29卷第12期电子元件与材料Vol.29No.122010年12月ELECTRONICCOMPONENTSANDMATERIALSDec.2010综述石墨烯的制备及表征研究进展史永胜，李雪红，宁青菊，宁磊，陈阳阳（陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021）摘要:简述了石墨烯的力、热、电学特性；重点分析了制备石墨烯的几种不同方法，包括：机械剥离法、加热SiC法、石墨插层法、电弧放电法、化学气相沉积法、溶剂剥离法与溶剂热法等，并且评述了这几种方法的特点及存在的问题。介绍了石墨烯的几种表征方法，并阐述了其未来的发展前景。关键词:石墨烯；制备；综述；表征；性能中图分

2、类号:TQ323文献标识码:A文章编号:1001-2028（2010）12-0059-05ResearchprogressonpreparationandcharacterizationofgrapheneSHIYongsheng,LIXuehong,NINGQingju,NINGLei,CHENYangyang(CollegeofElectricalandInformationEngineering,ShaanxiUniversityofSciene&Technology,Xi’an710021,China)Abstract:Mechanical,thermalande

3、lectricitypropertiesofgraphenearedescribed.Preparationmethodsofgraphenearemainly:mechanicalexfoliationmethod,heatmethodofSiC,graphiteintercalationmethod,arcdischargemethod,chemicalvapordepositionmethod,solventexfoliationmethodandsolvothermalmethod,etc.Thecharacteristicsandexistentialprobl

4、emsofabovementionedpreparationmethodsareanalyzed.Finally,severalcharacterizationmethodsofgraphenearesummarized,andthefuturedevelopmentofgrapheneisalsomentioned.Keywords:graphene;preparation;review;characterization;property电子器件正朝着微型化方向发展，但由于器件续维持摩尔定律；另外，电子穿过石墨烯几乎没有尺寸不断缩小而带来了许多问题，例如：受工艺的受到任

5、何阻力，所以产生的热量也非常少。限制，器件不能达到更窄的线宽；集成器件尺寸的虽然石墨烯纳米电子比硅基电子速度更快且消缩小会产生一些物理效应，影响器件的正常工作。耗更少的能量，但此前无人知晓如何制造可扩展或可为了克服这一瓶颈问题，科学家们都在寻找一种更重复的石墨烯纳米结构。故寻找到一种简便、可控的好的电子材料来取代单晶硅。虽然碳纳米管的研究制备高质量石墨烯的方法依然是一项艰巨的任务。已经取得了不少成果，但由于其成本较高，没有得1石墨烯的基本性质到很好的推广应用。2004年，英国Manchester大学物理和天文学系石墨烯是单层原子厚度的石墨，具有二维蜂窝状的Geim和Nov

6、oselov发现了石墨烯，由于其具有低网络结构。它能分解成零维富勒烯，也能卷曲产生一廉的生产成本和优异的性能，很快成为科学家研究维碳纳米管，亦能堆积产生三维石墨。独特的二维晶的热点。电子在石墨烯内移动要比在硅中移动时受体结构使石墨烯具有优异的力、热、电学性能。到的阻力要小，且硅晶体管的尺寸也已经接近了极1.1力学性质限值。此外，石墨烯被分割时，其基本的物理性能石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施并不改变，而且它的电学性能可能会得到很大改善。加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳当硅无法再分割得更小时，比硅还小的石墨烯可继原子不必重新排列来适应外力，也可以保持结构

7、稳收稿日期：2010-08-05通讯作者：史永胜基金项目：国家“863”计划资助项目（No.2001AA813090）；国家自然科学基金资助项目（No.50902090）；陕西省教育厅专项研究计划资助项目（No.07Jk188）作者简介：史永胜（1964－），男，陕西咸阳人，高级工程师，博士，主要从事纳米材料及新型显示器件与技术研究，E-mail:shiys@sust.edu.cn；李雪红（1985－），女，陕西宝鸡人，研究生，研究方向为石墨烯制备及性能，E-mail:lxh676@126.coml:。Vol.29No.126